磁控濺射tio2(tio2zno)梯度復(fù)合薄膜的制備及光催化性能的研究

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2、相關(guān)資料若有不實(shí)之處，由本人承擔(dān)' 坷相關(guān)責(zé)任．；’_ ；’；：j 翼’≤一i 謄≥；．# 拶夕? 豢1 r 1 t ’j 1 ’。， ，’r ：I r | n ’r 1、I ，r 嚕 ■叫‘ l f n、， 、?！?，，t + ’ r一·一， 1 t ·+ jr ’ 7 ， T ’，婁：：鬈；。tj ：i ；。l ‘≯i ≯．：0 r 二{ ：’乏一孽立。竺j ■論文作者簽名乙套i 臣蘊(yùn)，二- l ’鼻，加

3、玨年哆月乒日? 卜7 蔓：：分餮燮謄籀戮攀嵩籀簇《鬻釜主瓣鬻 ≥∽。i ：：薅：≯∥；一+ 學(xué)位論文使用授權(quán)鬈≯o 施? 琴蠢知《：囊：≥慧_ 篇弋二≯≯：1 0 ㈡；，乏；l “jk ≯．．匍》≮?！螕? 斗一j ；：嘉要；；≥i ，j 裂奠‘霉0 j 一；≥：；：i 辮氍篡荔靄臻絮于j ；醺囊黧囊：i ；蘩熊鼉◆霾◆纓燮孽鬻研究生：龔振瑤指導(dǎo)教師：自力靜副教授摘要及光催化性能的簽名： 壟查盤蘊(yùn)簽名： 面左《采用磁控濺射離子鍍技術(shù)制備

4、系列啊0 2 ．Z n O 復(fù)合薄膜，通過調(diào)節(jié)濺射靶材電流的大小控制薄膜中Z n ／T i 比值。采用S E M ，A F M ，R a m a _ r l 和X P S 表征薄膜的微觀結(jié)構(gòu)。以甲基橙作為光催化污染物，薄膜的吸光度和對甲基橙溶液的降解率為依據(jù)，研究Z n ／T i 對T i 0 2 ．Z n O 復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)及光催化性能的影響：以優(yōu)化出的( n 0 2 ．Z n O ) 為主體，制備，n 0 2 為頂層的T i 0

5、2 ／( n 0 2 - Z n O ) 梯度結(jié)構(gòu)，通過重復(fù)性光催化及在5 ％的H C I 、5 ％的N a O H 溶液中浸泡實(shí)驗(yàn)，研究頂層n 0 2 對不同薄膜光催化性能的持久性及穩(wěn)定性的影響。探討頂層的厚度、微結(jié)構(gòu)對薄膜光腐蝕的影響機(jī)制。結(jié)果表明：T i 0 2 ．Z n O 異質(zhì)復(fù)合薄膜的光催化性能均好于純n 0 2 ，但Z n ／T i 不同其光催化能力不同。其中，Z n ／T i 為I ／9 ．3 的薄膜K 值為0 ．1 3

6、 0 8 8 ，是純T i 0 2 的1 ．7 倍，半衰期t o ．5 為其O ．7 倍。而Z n O 提高T i 0 2 ．Z n O 異質(zhì)復(fù)合薄膜的光催化效率的主要取決于對T i 0 2微觀結(jié)構(gòu)的影響。首先T i 0 2 ．Z n O 復(fù)合薄膜的表面顆粒隨Z n ／T i 的增加，呈現(xiàn)先減后增的趨勢，其大小分別為2 0 “ - - 2 5 n m 、1 6 “ - ' 2 0 r i m 、8 ～1 0 n m 、1 4 “

7、 - 1 7 n m 和3 0 “ - - 3 5 n m 左右，當(dāng)Z n ／T i 為1 ／9 ．3 時(shí)，表面顆粒尺寸最小，顆粒度也最為均勻；隨著Z n ／T i 的增加，薄膜的表面粗糙度先增后減，其大小分別為1 ．1 3 8 R a 、1 ．6 7 0 R a 、2 ．4 5 5 R a 、1 ．8 6 5 R a 和1 ．4 6 1 R a ，當(dāng)Z n ／T i 為1 ／9 ．3 時(shí)，復(fù)合薄膜的粗糙度最大。但所有T i 0 2 一

8、Z n O 復(fù)合薄膜的粗糙度均高于純T i 0 2 ； Z n 廠n S l ／9 ．3 時(shí)，Z n O 的存在能夠抑制幣0 2 從銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變，而超過該值以后， Z n O 的穩(wěn)定作用下降；T i 0 2 ．Z n O 復(fù)合薄膜的表面羥基含量均高于純T i 0 2 膜，且隨著Z n ／T i 的增加，含量呈現(xiàn)先增后減的趨勢，其大小分別為7 ．1 5 ％、1 2 ．4 9 ％、1 3 ．8 6 ％、1 2 ．5 3 ％和1 0

9、 ．6 7 ％。當(dāng)Z n ／T i = l ／9 ．3 時(shí)，復(fù)合薄膜的表面羥基含量最大。其次，Z n ／T i 與復(fù)合薄膜的光響應(yīng)范圍及吸光度呈正相關(guān)，但對復(fù)合薄膜波長擴(kuò)展和紅移的影響程度不同。Z n ／T i 越大，波長和紅移的程度越明顯，其中，復(fù)合薄膜可響應(yīng)光波的最大波長達(dá)到4 7 0 n m ，已進(jìn)入可見光范圍，比純T i 0 2 增加了約1 5 0 r i m ；能隙寬度也由3 ．3 0 e v 變?yōu)榱? ．6 4 e v 。T